锂离子电池废弃物的处理方法技术

本发明专利技术提供能够通过中和使溶液中的铝离子以及铁离子有效地析出并使其析出物比较容易地分离的锂离子电池废弃物的处理方法。一种处理锂离子电池废弃物的方法，包括：浸出工序，使从锂离子电池废弃物得到且至少包含铝以及铁的电池粉在酸中浸出，并通过固液分离将浸出残渣去除，得到至少包含铝离子以及铁离子的浸出后液；以及中和工序，向所述浸出后液添加磷酸和/或磷酸盐、以及氧化剂，并使pH上升至2.0～3.5的范围内，而使所述浸出后液中的铝离子以及铁离子分别作为磷酸铝以及磷酸铁析出，并通过固液分离将中和残渣去除而得到中和后液。通过固液分离将中和残渣去除而得到中和后液。通过固液分离将中和残渣去除而得到中和后液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池废弃物的处理方法


[0001]本说明书公开涉及锂离子电池废弃物的处理方法的技术。

技术介绍

[0002]近年来，从资源的有效活用的观点出发广泛研究利用湿式处理从因产品寿命或制造不良、其他理由而废弃的锂离子电池废弃物回收该锂离子电池废弃物所含的钴、镍等有价金属。
[0003]为了从锂离子电池废弃物回收有价金属，例如，使经过焙烧、其他规定的工序得到的电池粉在酸中浸出，得到溶解有该电池粉中的镍、钴、锰、铝、铁等的浸出后液。
[0004]之后，如专利文献1～3等所记载的那样，利用溶剂萃取或中和等而依次或者同时去除溶解于浸出后液的各元素中的铝、铁以及锰等，并利用溶剂萃取对镍、钴等有价金属进行分离与浓缩。由此，得到溶解有各金属的溶液。镍、钴从各溶液通过电解等而分别回收。
[0005]与此相关，在专利文献4～8记载有关于将溶解于浸出后液的铝以及铁通过中和以及氧化而去除的技术。具体而言，在专利文献4以及5中，为“包括：浸出工序，将锂离子电池渣浸出，并对由此得到的浸出后液进行固液分离，得到第一分离后液；脱铁工序，向第一分离后液添加氧化剂而将第一分离后液的pH调整为3.0～4.0的范围内之后，进行固液分离，将第一分离后液中的铁去除而得到第二分离后液；以及脱铝工序，将第二分离后液中和到pH4.0～6.0的范围内之后，进行固液分离，将第二分离后液中的铝去除而得到第三分离后液”。另外，在专利文献6以及7中，为“包括：浸出工序，将锂离子电池渣浸出，得到浸出后液；脱铝工序，将浸出后液中和到pH4.0～6.0的范围内之后，进行固液分离，将浸出后液中的铝去除而得到第一分离后液；以及脱铁工序，向第一分离后液添加氧化剂而将pH调整为3.0～5.0的范围内之后，进行固液分离，将第一分离后液中的铁去除而得到第二分离后液”。
[0006]在这种中和中特别是将铝去除时，若使pH上升为比较高的值，则能够有效地降低溶液中的铝离子浓度，但有时因条件而连镍以及钴也析出一些并沉淀。在该情况下，担心镍以及钴的损失。
[0007]这里，在专利文献8中提出有“一种自锂离子电池废料的高纯度钴化合物的回收法，其特征在于，(A)将包含钴成分的锂离子电池废料在无机酸中浸出，(B)将浸出后的水溶液的磷与铝离子的摩尔比调整为0.6～1.2，将氧化电位设为500mV以上，将铁离子氧化，(C)将该水溶液的pH调整为3.0～4.5，将杂质金属沉淀去除，取得提纯溶液，(D)向该提纯溶液添加草酸而将钴草酸盐或者该提纯溶液的pH调整为6～10并将钴氢氧化物或者钴碳酸盐作为沉淀而取得”。这里，关于“(B)”以及“(C)”，更详细地说，存在如下记载：“在(B)工序中，添加亚磷酸、正磷酸等而将含有钴的浸出后的水溶液的磷与铝离子的摩尔比调整为0.6～1.2的范围后，向溶液中添加过氧化氢水等氧化剂，将氧化电位设为500mV以上，将2价的铁离子氧化为3价。当磷与铝离子的摩尔比小于0.6时，接下来的(C)工序中的pH调整时的铝去除不完全，相反即使超过1.2也不会得到更大的效果。另外，在氧化电位小于500mV时，铁的氧化不完全。”，“而且，在(C)工序中，当添加苛性钠水溶液等碱剂并将pH调整为3.0～4.5时，氢
氧化铁以及磷酸铝沉淀，因此利用过滤等将该沉淀去除而取得提纯溶液。”。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2010
‑
180439号公报
[0011]专利文献2：美国专利申请公开第2011/0135547号说明书
[0012]专利文献3：日本特开2014
‑
162982号公报
[0013]专利文献4：国际公开第2017/159745号
[0014]专利文献5：美国专利申请公开第2019/0106768号说明书
[0015]专利文献6：国际公开第2017/159743号
[0016]专利文献7：美国专利申请公开第2019/0084839号说明书
[0017]专利文献8：日本特开平11
‑
006020号公报

技术实现思路

[0018]专利技术要解决的课题
[0019]若如专利文献8所记载的那样添加磷酸等，则即使使pH不那么高，溶液中的铝离子也作为磷酸铝析出，因此能够使其沉淀而去除。另外，通过在该中和时将pH在某种程度上维持得较低，从而能够抑制钴、镍等有价金属的损失。
[0020]另一方，在专利文献8中，关于铁，使其作为氢氧化铁而沉淀。在氢氧化铁较多的情况下，形成凝胶状的沉淀物，不容易通过过滤等使其从液体分离。这会导致锂离子电池废弃物的处理效率降低。
[0021]在本说明书中，公开了能够通过中和使溶液中的铝离子以及铁离子有效地析出并使其析出物比较容易地分离的锂离子电池废弃物的处理方法。
[0022]用于解决课题的方案
[0023]在本说明书中公开的锂离子电池废弃物的处理方法包括：浸出工序，使从锂离子电池废弃物得到且至少包含铝以及铁的电池粉在酸中浸出，并通过固液分离将浸出残渣去除，得到至少包含铝离子以及铁离子的浸出后液；以及中和工序，向所述浸出后液添加磷酸和/或磷酸盐、以及氧化剂，并使pH上升至2.0～3.5的范围内，而使所述浸出后液中的铝离子以及铁离子分别作为磷酸铝以及磷酸铁析出，并通过固液分离将中和残渣去除而得到中和后液。
[0024]专利技术效果
[0025]根据上述的锂离子电池废弃物的处理方法，能够通过中和使溶液中的铝离子以及铁离子有效地析出，并使其析出物比较容易地分离。
附图说明
[0026]图1是示出一实施方式的锂离子电池废弃物的处理方法的流程图。
[0027]图2是表示实施例的试验例1中的相对于pH的变化的各种金属向溶液的分配率的变化的图表。
[0028]图3是表示实施例的试验例2中的相对于pH的变化的铝向溶液的分配率的变化的图表。
[0029]图4是表示实施例的试验例3中的相对于pH的变化的各种金属向溶液的分配率的变化的图表。
具体实施方式
[0030]以下，对上述的锂离子电池废弃物的处理方法的实施方式详细地进行说明。
[0031]如图1所示，一实施方式的锂离子电池废弃物的处理方法对通过向锂离子电池废弃物实施前处理等而得到的电池粉进行浸出工序以及中和工序。电池粉至少包含铝以及铁，在浸出工序中，使该电池粉在酸中浸出，并且通过固液分离将浸出残渣去除，从而得到至少包含铝离子以及铁离子的浸出后液。
[0032]之后，在中和工序中，向浸出后液添加磷酸和/或磷酸盐、以及氧化剂，使pH上升至2.0～3.0的范围内，使浸出后液中的铝离子以及铁离子分别作为磷酸铝以及磷酸铁而析出。这里，铝离子以及铁离子大多不是作为氢氧化物等而是作为磷酸盐来析出，并包含在中和残渣中。由此，能够通过过滤等固液分离而使该中和残渣从液体容易地分离并去除。在中和工序的固液分离后，该中和残渣被去除而得到中和后液。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂离子电池废弃物的处理方法，其是处理锂离子电池废弃物的方法，其中，所述锂离子电池废弃物的处理方法包括：浸出工序，使从锂离子电池废弃物得到且至少包含铝以及铁的电池粉在酸中浸出，并通过固液分离将浸出残渣去除，得到至少包含铝离子以及铁离子的浸出后液；以及中和工序，向所述浸出后液添加磷酸和/或磷酸盐、以及氧化剂，并使pH上升至2.0～3.5的范围内，而使所述浸出后液中的铝离子以及铁离子分别作为磷酸铝以及磷酸铁析出，并通过固液分离将中和残渣去除而得到中和后液。2.根据权利要求1所述的锂离子电池废弃物的处理方法，其中，在所述中和工序中，将所述磷酸和/或磷酸盐向所述浸出后液的添加量设为该磷酸和/或磷酸盐中的磷相对于所述浸出后液中的铝离子以及铁离子的合计成为0.6倍摩尔当量～1.2倍摩尔当量的量。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池废弃物的处理方法，其中，所述浸出后液还包含出自于所述电池粉的锰离子，在所述中和工序中将pH设为所述范围内，而在抑制所述锰离子的析出的同时使所述磷酸铝以及磷酸铁析出。4.根据权利要求3所述的锂离子电池废弃物的处理方法，其中，所述浸出后液还包含出自于所述电池粉的钴离子以及镍离子中的一种以上的金属离子，所述锂离子电池废弃物的处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：后田智也，河村寿文，
申请(专利权)人：捷客斯金属株式会社，
类型：发明
国别省市：